绝美又震撼，这些大气奇景是如何形成的？

出品：科普中国

作者：气象万千团队

监制：中国科普博览

相信很多人走在路上，在看见天边绚丽的云彩后，会情不自禁举起手机“咔嚓”拍下一张或几张满意的图片，再经过一系列图片上传、编辑文案、点击发布的操作后，然后就心满意足地静待好友们满屏的点赞了。可能有人会说，快把装在我身上的摄像头拿开！世另我？

然而，常言道，凡事知其然，更要知其所以然。当我们惊叹于云层的多重变化的时候，可曾想过一个问题，它们是如何形成的呢？

万道霞光

日出前后和日落前后，天空的很大部分，特别是太阳附近的天空都染上了斑斓的色彩。当这部分天空有云朵时，云朵也染上了颜色。从地平线向上空，彩色的排序为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，有时个别彩色可能不明显，但排序不变，这就是朝晚霞。日出前后的叫朝霞，日落前后的叫晚霞。

霞是怎样形成的呢？实际上，它和天空产生蔚蓝色的道理是一样的，二者都是由于空气分子的散射作用而造成的。区别在于，当日出和日落前后时，阳光通过厚厚的大气层，被大量的空气分子散射，则产生霞。

据计算，太阳在地平线上时所透过的大气层厚度为白天太阳当头时所透过的大气层的三十五倍。由于阳光被大量空气分子所散射，紫色和蓝色的光就减弱得最多，到达地平线上空时已所剩无几了。余下的只是波长较长的黄、橙、红色光。

这些光线经地平线上空的空气分子和尘埃、水汽等杂质散射以后，天空看起来也就带上了绮丽的色彩。空中的尘埃、水汽等杂质愈多时，这种色彩愈显著。如果有云，云块也会染上橙红艳丽的颜色。

此外，存在于大气中的水汽和灰尘是影响霞的状态的基本因素。大气中所含的水汽越多，霞的色彩越红。而空气湿度的增加通常发生于坏天气的气旋逼近之前，因此当出现红色或橙色的鲜明的霞时，就可能预示着天气将变“坏”，当然也可能预示着降水的发生。

天空中令人惊叹的云景

（图片来源：Veer图库）

美丽柔和的多云日落与蓝色的天空

（图片来源：Veer图库）

虹和霓

雨过天晴后，人们有时会惊喜地见到颜色绚烂的彩色光弧环高高悬挂在空中，偶而甚至能见到两条并列悬挂在空中，这就是虹。

虹的形成和光的折射、反射有关。含七种色光的太阳光线，射入大气中的水滴（雨滴或雾滴），各种色光经历折射和反射后，能够在雨幕或雾幕上形成彩色光弧环。当光弧环对观测者所张的角半径约42度，且光环的彩色排序是内紫外红时，称为虹。

在虹的外面，有时还会出现较虹更弱的彩色光环，光环对观测者所张的角半径约为52 度，彩色环的排序与虹相反（内红外紫），即为霓或副虹。

有人可能会产生疑问，为什么夏天经常见到虹，而冬天却很少呢？

这是因为夏天常常下雷雨或阵雨，这些雨的范围不大，往往是这边天空在下雨，那边天空仍闪耀着强烈的阳光。有时候，雨过天晴，天空中还飘浮着许多小水滴，当太阳光通过这些小水滴时，经过反射和折射作用，天空中的彩虹就出现了。

夏威夷毛伊岛的双彩虹

（图片来源：Veer图库）

日月晕环

当天空中有一层高云，阳光或月光透过云中的冰晶时发生折射和反射，便会在太阳或月亮周围产生彩色光环，光环彩色的排序是内红外紫，此时，这个七色彩环就是日晕或月晕，统称为晕。

其中，对观测者所张的角半径为22度的晕最为常见，称为22度晕，偶尔也能看到角半径为46度的晕和其他形式的与晕相近的光弧。

由于有卷层云存在才出现晕，而卷层云常处在离锋面雨区数百公里的地方，随着锋面的推进，雨区不久可能移来，因此晕就往往成为阴雨天气的先兆。

阳光明媚的日子里，一道笔直的彩虹上方的日晕

（图片来源：Veer图库）

月亮在夜空中形成月晕

（图片来源：Veer图库）

绚丽华盖

天空中有一层透光薄云，云中的水滴大小均匀，若是由冰晶组成的云，则要求冰晶尺寸均匀。月光或阳光透射云层过程中，受到均匀云滴（水滴或冰晶）的衍射，则会在月亮或太阳周围紧贴月盘或日盘形成内紫外红的彩环，我们将其称为华。

因日光太亮，人们不易观察到日华，月华则比较常见。紧贴月盘的华又称华盖，通常华盖的紫色不太显著，故内环呈青蓝色，其外呈黄色为主，最外呈红色。有时在华盖外隔一暗圈后还会出现一个甚至几个同心光环，这种同心光环彩色排序与华盖相同，但亮度弱得多，即为副华。

结语

梳理下来我们发现，其实一些大气奇景并非遥不可及，往往它们就常伴在我们每个人的身边。试想一下，每天的通勤路上都有霞的“护送”，夏季雨后稍稍抬头便可能收获虹和霓带来的小惊喜，着实是有些浪漫了。

编辑：应奕可